Оксид плутония(IV)

Оксид плутония(IV)
^238PuO2
Систематическое название	Оксид плутония(IV)
Другие названия	Диоксид плутония
Химическая формула	PuO2
Эмпирическая формула	O2Pu
Внешний вид	Коричневые кристаллы
Свойства
Молярная масса	276,06 г/моль
Температура плавления	2400 °C (2673,15 К)
Температура кипения	2800 °C (3073,15 К)
Плотность	11,5 г/см³
Растворимость в воде	практически нерастворим г/100 мл
Структура
Кристаллическая решётка	Кубическая, Fm3m No. 225, cF12
Координационное число	Тетраэдрическая (O^2−); кубическая (Pu^4+)
Классификация
Регистрационный номер CAS	12059-95-9
Регистрационный номер EINECS	235-037-3
Безопасность
NFPA 704	0 4 0 OX
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Оксид плутония(IV) — бинарное неорганическое химическое соединение четырёхвалентного плутония и кислорода. Соединение радиоактивно и нашло своё применение в ядерной энергетике в качестве ядерного топлива.

Соединение обладает специфическими свойствами, так как может принимать разные цвета окраски (от жёлтого до оливкового), которые зависят от метода и температуры получения соединения^[1].

Структура

Диоксид плутония кристаллизуется в кубическую структуру типа флюорита, в которой центральные Pu⁴⁺ формируют гранецентрированную кубическую сингонию, а O²⁻ формируют тетраэдр^[2].

Получение

Металлический плутоний спонтанно окисляется не только в PuO₂, но и во множество других оксидов (химия плутония считается одной из самых сложных) в токе кислорода. Соединение получается при кальцинации гексагидрата оксалата плутония(IV) Pu(C₂O₄)₂·6H₂O при 600 °C. Оксалат образуется при переработке ядерного топлива.

Свойства

При сплавлении диоксида плутония с оксидами металлов образуются соответствующие оксоплутонаты(IV). Известны оксоплутонаты щелочных металлов, например, Li₈PuO₆.

Применение

Диоксид плутония нашел своё применение в MOX-топливе для ядерных реакторов. Диоксид плутония-238 применяется в качестве долговременного источника энергии для космических аппаратов таких как, например, Новые горизонты.

Соединение может применяться в качестве ядерного заряда мощностью до 1 кт^[3].

Опасность применения

Соединение радиотоксично из-за радиоактивного излучения плутония^[4].

Примечания

1. Nitric acid processing (англ.). Los Alamos National Laboratory. Дата обращения: 18 ноября 2010. Архивировано 4 июля 2012 года.
2. Гринвуд Н. Н., Эрншо А. Химия элементов = Chemistry of the elements. — Оксфорд: Pergamon, 1984. — С. 1471. — ISBN 0-08-022057-6.
3. Michael Singer; David Weir; Newman Canfield. Nuclear Nightmare: America's Worst Fear Come True (англ.) // Журнал New York Magazine : статья. — 1979.
4. Toxicological Profile For Plutonium (англ.) (pdf). U.S. Department of Health and Human Services (27 сентября 2007). Дата обращения: 18 ноября 2010. Архивировано 4 июля 2012 года.